Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung von Titan aus Hexachlordisilan durch Behandlung mit organischen Verbin- düngen .

Hexachlordisilan, das aus Siliciden hergestellt wird, enthält immer Spuren an Titan und anderen metallischen Verunreinigungen. Titan ist insofern kritisch, da das Titan (IV) Chlorid sich im Siedepunkt nur geringfügig von Hexachlordisilan unterscheidet. Um es abzutrennen, ist eine aufwendige fraktionierte Destillation notwendig.

Eine Möglichkeit ist, das bei der Siliziumabscheidung anfallen- de Silangemisch aufzuarbeiten, da die hierzu eingesetzten

Chlorsilane destillativ vergleichsweise einfach von Titan befreit werden können. Während der Siliziumabscheidung entstehen aus den Chlorsilanen wiederum Disilane, allerdings in Konzent ^¬ rationen unter 1 Gew.%. Bei der Aufbewahrung dieser Silane in Edelstahlgebinden kann durch Korrosion wiederum Titan im Pro ^¬ dukt auftreten, das dann wiederum bisher nur durch fraktionierte Destillation abgetrennt werden konnte.

US 3878291 (Apr. 15, 1975, Kleber e.a.) beschreibt ein aufwen- diges Verfahren, um Tetrachlorsilan frei von Titan und anderen Metallen zu erhalten.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Entfernung von Titanverbindungen aus Hexachlordisilan, bei dem Hexachlordisilan mit organischer Verbindung (V) , die Struktureinheiten sC-S- oder =C~O- enthält, behandelt wird.

Die Titanverunreinigungen, insbesondere Titan (IV) Chlorid, wer- den durch die organischen Verbindungen (V) , die Struktureinhei- ten =C-S~ oder =C-O- enthalten, gebunden und können dadurch leicht abgetrennt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat den weiteren Vorteil, dass Hexachlordisilan in hoher Reinheit erhalten wird. Reinheiten von höchstens 100, insbesondere höchstens 50 ppb Ti (bezogen auf das Gewicht) sind erreichbar.

Nach der Behandlung mit den Verbindungen (V) können die gebundenen Titanverbindungen auf unterschiedliche Weise vom Hexa- chlordisilan abgetrennt werden. Vorzugsweise werden die gebundenen Titanverbindungen durch Destillation, Dekantieren oder Filtration vom Hexachlordisilan abgetrennt.

Die Destillation ist stark vereinfacht gegenüber dem unbehan- delten Hexachlordisilan, denn durch den veränderten Siedepunkt der gebundenen Titanverbindungen kann die aufwendige fraktionierte Destillation entfallen. Vorzugsweise verbleiben die gebundenen Titanverbindungen im Sumpf der Destillation.

Bei der Entfernung von Titanverbindungen aus Hexachlordisilan kann auch ein Lösungsmittel eingesetzt werden.

Die Struktureinheiten =≡C-S- oder ≡C-O- werden vorzugsweise ausgewählt aus den Struktureinheiten ==C-S-H, ≡C-S-C≡ und ≡C-O-ö≡. Auch Di- (≡C-SS-C≡) und trisulfide («C-SSS-G≡O sind geeignet.

Bevorzugte Verbindungen (V) sind cyclische Etherverbindungen, die vorzugsweise mindestens 5 Ringatome und vorzugsweise höchstens 30 Ringatome aufweisen, wie 1 , 3-Dioxolan, Tetrahydrofuran, Tetrahydropyran, Tetrahydro-pyran, 1,4-Dioxan, [12]Krone-4,

[15]Krone-5. Die cyclischen Etherverbindungen können Kohlenwasserstoffsubtituenten aufweisen, insbesondere Alkylreste mit 1 bis 6 Kohlenstofatomen, bevorzugt Methyl und Ethyl . Beispiele für substituierte cyclische Etherverbindungen sind 4 -Methyl- 1 , 3 -dioxolan, 3 -Methyl -tetrahydrofuran, 2 , 2-Diτnethyl-l, 4- dioxan.

Ebenfalls bevorzugte Verbindungen (V) sind lineare oder verzweigte Ξtherverbindungen (≡C-O~C≡=) , wie Mono- und Polyether. Als Monoether sind Ether mit einem Siedepunkt von mindestens 6O ⁰ C bei 1 bar bevorzugt, beispielsweise Di-n-propylether . Als Polyether können auch Polyalkylenglycole, wie Polyethy- lenglycol und Polypropylenglycol eingesetzt werden. Die mittleren Molmassen Mn der Polyalkylenglycole betragen vorzugsweise mindestens 150, insbesondere mindestens 500 und vorzugsweise höchstens 10000, insbesondere höchstens 5000.

Bevorzugte Verbindungen (V) sind auch cyclische und lineare Thioetherverbindungen, wie Dialkylsulfide . Bei den Thiolen (≡C- S-H) sind Verbindungen mit einem Molekulargewicht von mindestens 1000 bevorzugt. Beispiele dafür sind Vinylpolymere mit SH- Gruppen, wie Ionentauscher , z.B. Amberlite ^® G 73.

Auf 100 Gewichtsteile Hexachlordisilan werden vorzugsweise min- destens 0,001, besonders bevorzugt mindestens 0,05 Gewichtsteile Verbindung (V) , und vorzugsweise höchstens 10, besonders bevorzugt höchstens 5 Gewichtsteile Verbindung (V), eingesetzt.

Auch Gemische, die Hexachlordisilan enthalten, können mit orga- nischer Verbindung (V) behandelt werden.

Vorzugsweise enthält das eingesetzte Hexachlordisilan höchstens 100 ppm, besonders bevorzugt 10 ppm, insbesondere 1 ppm Titan, jeweils auf das Gewicht bezogen.

Es können beispielsweise Hexachlordisilan enthaltende Chlorsi- langemische eingesetzt werden, die aus der Reaktion von HCl mit Calciumsilicid, aus der Reaktion von Chlor mit Silizium oder aus den Prozessabgasen der Abscheidung von polykristallinem Si- lizium erhalten werden, besonders bevorzugt Prozessabgase, die bei der Abscheidung von polykristallinem Silizium erhalten werden. Diese eingesetzten Chlorsilangemische können vor oder während der Aufreinigung mit Chlor behandelt worden sein, um Hydrogenchlorsilane zu Chlorsilanen umzuwandeln, da insbesonde- re Hydrogenchlorsilane mit höherem Wasserstoffgehalt selbstentzündlich sein können.

Die eingesetzten Chlorsilangemische können auch noch mit weiteren Stoffen, wie z.B. Aktivkohle oder ~ wenn überhaupt - bevor- zugt pyrolytisch oder durch Fällungsprozess hergestellte Kieselsäure, versetzt werden.

Die Behandlung mit organischer Verbindung (V) erfolgt vorzugsweise bei mindestens -5 ⁰ C, vorzugsweise mindestens 15°C.

Falls die gebundenen Titanverbindungen durch Destillation abgetrennt werden, kann die Destillation entweder unter Normaldruck, Überdruck oder reduziertem Druck erfolgen.

Die erfindungsgemäße Destillation kann in Anwesenheit oder Abwesenheit von Schutzgas, wie Stickstoff, Helium oder Argon, durchgeführt werden,- sie kann aber auch an Luft durchgeführt werden, solange der Feuchtigkeitsgehalt maximal 10 ppbw beträgt. Bevorzugt wird aus Kostengründen die Destillation in An- Wesenheit von Stickstoff durchgeführt.

Sofern nicht anders angegeben, werden die nachstehenden Beispiele bei einem Druck der umgebenden Atmosphäre, also etwa bei 1000 hPa, und bei Raumtemperatur, also bei etwa 23° durchgeführt .

In den folgenden Beispielen wurde der Gehalt an Verunreinigungen nach Hydrolyse mittels ICP-MS (Ion Coupled Plasma Mass Spectrometrie) bestimmt. Beispiel 1

130 g Hexachlordisilan mit einem Gehalt von 120 ppb Titan wurde 3 Tropfen 1,4-Dioxan versetzt. Das Hexachlordisilan wurde am Rückfluss gekocht und anschließend über eine Brücke abdestilliert.

Ergebnis rohes Wach Behandlung Hexachlordisilan mit Dioxan

Ti [ppb] 80 21

Beispiel 2

In einem weiteren analogen Versuch wurde ebenfalls 130 g Hexachlordisilan mit 3 Tropfen 3 -Methyl -tetrahydropyran versetzt, am Rückfluss gekocht und anschließend über eine Brücke abdestilliert .

Ergebnis rohes Nach Behandlung mit

Hexachlordisilan 3 -Methyl -tetrahydro-pyran Ti [ppb] 190 33

Beispiel 3 Es wurden ca 100g Hexachlordisilan mit 4g Amberlite ^® GT 73 versetzt und 6 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Eine Probe wurde abfiltriert und untersucht .

Ergebnis rohes Nach Behandlung mit Amberlite

Hexachlordisilan Nach 6 Stunden Ti [ppb] 190 7